Estimation of convection ahead of a solid/liquid interface during solidification of layered peritectic solidification morphologies

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Konvektion auf die Bildung peritektischer Schichtstrukturen in der Nähe der konstitutionellen Unterkühlung mittels des binären organischen peritektischen Modellsystems TRIS-NPG untersucht. Unter Bedingungen, bei denen beide Phasen planar erstarren, ist es möglich, dass für peritektische Konzentrationen die metastabile Phase nukleiert, bevor die primäre Phase den stationären Zustand erreicht. Dies ermöglicht ein kompetitives Wachstum zwischen der primären und der peritektischen Phase, welche zu peritektischen geschichteten Strukturen führt. Untersuchungen an Metalllegierungen zeigten verschiedene geschichtete peritektische Mikrostrukturen in Form von Bändern, Inselbändern und peritektisch gekoppeltem Wachstum, ähnlich wie bei eutektischen Strukturen. Da solche Strukturen stark durch Konvektion beeinflusst werden, wurden in-situ Untersuchungen durchgeführt, um das Strömungsmuster sichtbar zu machen und die entsprechende Dynamik der fest/flüssig-Grenzfläche zu beobachten. Die experimentelle Durchführung erfolgte durch gerichtete Erstarrung in einem Bridgman-Ofen und das Material wurde mit Tracern angereichert um die Konvektion sichtbar zu machen. Die Untersuchungen am organischen Modelsystem TRIS - NPG zeigten unterschiedliche Strömungsmuster. Dabei wurde nicht nur der Einfluss der Konvektion vor der Erstarrungsfront erkannt, sondern auch der Einfluss von flüssigen Kanälen in der breiigen Zone auf die Bildung von Bandstrukturen.